七种主要扬声器的工作原理

 汽车功放     |      2019-03-28 01:36

  报道,扬声器俗称喇叭,简单地说,是一种能够将电信号转换为声音的电声器件,是音响系统中的重要器材。作为将电能转变为声能的电声换能器件之一,扬声器的品质、特性对整个音响系统的音质起着决定性的作用。因采用不同的材质、技术和工作原理,扬声器又可分为许多种类,常见的有电动扬声器、磁式扬声器、离子扬声器、静电扬声器等7种。

  ● 纸盆式扬声器,又称为动圈式扬声器。它由三部分组成:①振动系统,包括锥形纸盆、音圈和定心支片等;②磁路系统,包括永久磁铁、导磁板和场心柱等; ③辅助系统,包括盆架、接线板、压边和防尘盖等。当处于磁场中的音圈有音频电流通过时,就产生随音频电流变化的磁场,这一磁场和永久磁铁的磁场发生相互作用,使音圈沿着轴向振动而发出声音。该扬声器结构简单、低音丰满、音质柔和、频带宽,但效率较低。

  ● 号筒◆▼式扬声器,由振动系统(高音头)和号筒两部分构成。振动系统与纸盆式扬声器相似,不同的是其振膜不是纸盆,而是一球顶形膜片。振膜的振动通过号筒(经过两次反射)向空气中辐射声波。

  号筒式扬声器具有方向性强、功率大、效率高的优点,因此广泛用于会场、田间、广阔的原野等场合。专业用的高频号筒式扬声器有音质好、频率响应好的特点,主要用于剧场等要求较高的场合。号筒式扬声器的不足之处是低频响应差、频带较窄,容易产生非线性失真。号筒式扬声器与纸盆式扬声器的主要区别是间接辐射,即振动膜振动后,声音要经过号筒向外扩散,使声音大为增强,而且使声音向一个方◆●△▼●向集中传播,使声音传播的距离更远。

  ● 球顶形扬声器,是目前音箱中使用广泛▼▲的电动式扬声器之一,其最大优点是中高频★△◁◁▽▼响应优异和指向性较宽。此外,它还具有瞬态特性好、失真小和音质较好等优点。球顶形扬声器适用于目前市场上所有的家庭影院系列音箱。

  磁式扬声器亦称“舌簧扬声器”。在磁式扬声器结构中,永磁体两极之间有一可动铁心的电磁铁,当电磁铁的线圈中没有电流时,可动铁心受永磁体两磁极相等级吸引力的吸引,在中央保持静止;当线圈中有电流流过时,可动○▲-•■□铁心被磁化,而成为一•☆■▲条形磁体。

  随着电◇•■★▼流方向的变化,条形磁体的极性也相应变化,使可动铁心绕支点作▲=○▼旋转运动,可动铁心的振动由悬臂传到振膜(纸盆)推动空气热振动。

  在一般的状态•□▼◁☆●•○△◁▼下,空气的分子是中性的、不带电的。但经过高压放电后就成为带电的粒子,这种现象称游离化。把游离化的空气利用音频电压振动,则产生声波,这就是离子扬声器的原理。

  为了离子化,就要加20MHz的高频电压,而在其上重叠音频信号电压。离子扬声器由高频振荡部分、音频信号调制部分、放电腔及号筒组成。放电腔采用将直径8mm的石英棒在中心开孔,开成石英管,将一个电极插入其中,另一个电极呈圆筒形套在石英管外面,由于采用无声放电形式,只有中心的针头电极有损耗,可以定期更换中心电极。离子扬声器与其他扬◇…=▲声器不同之处在于没有振膜,所以瞬态特性和高频特性都很好,但结构很复杂。

  超声波扬声器,是近些年刚研发成功、正在进入实用化阶段的超声波还音技术。这种超声波还音技术的原理:它不使用任何传统形式的扬声器单元,而是利用超声波发生器产生两束经过特殊处理的超声波束,当这两个波束同时作用在人耳的鼓膜上时就可以因相互作用而产生听觉。

  通常,只有一个波束作用到鼓膜上时,是听不到任何声音。由于超声波速有很强的、可控制的指向性,两个波束的交叉可以点形成一个范围很小的还音区域,当人★◇▽▼•耳处于这个区域内时,就可以听到声音,而人耳一旦离开该区域便听不到了。

  利用这一▲●…△特点,现在的一些豪华车开始装备多套这种超声波还音系统,在每一个坐位上形成一个聆听区,这样可以让每位乘客各自选择喜欢的欣赏内容,而相互△▪▲□△又不会产生任何干扰,同时也不会影响乘客间的交谈。

  静电扬声器是利用加到电容器极板上的静电力而工作的扬声器,就其结构看,因正负极相向而成电容器状,所以又称为电容扬声器。它有两块厚而硬的材料作为固定极板,极板上有此可以透过声音,中间一片极板则用薄而轻的材料作振膜(如铝膜)。将振◆◁•膜周围固定、拉紧而与固定极保持相当距离,即使在大振膜上,亦不致与固定极相碰。

  在静电扬声器两电极间原有一直流电压(称之为偏压)。若在两电极间加由放大器输出的音频电压,与原来的输出电压相重叠,形成交变的脉动电压,这个脉动电压产生于两极间隙吸引力的强弱变化,而振膜因此振动而发声。

  静电扬声器的优点是整个振膜同相振动,振膜轻、失真小,可以重放极为清脆的声音,有很好的解析力、细节清楚、声音逼真。它的缺点是效率低,需要高压直流电源,容易吸尘,振膜加大失真亦会加大,不适合听摇滚、重金属音乐,价格相对贵一些。

  气流调制扬声器是利用压缩空气作能源,利用音频电流调制气流发声的扬声器。它由气室、调制阀门、号筒和磁路组成。压缩空气气流由气室经过阀门里,受外加音频信号调制,使气流的波动按照外加音频信号而变化,同时被调制的气流经号筒耦合,以提高系统的效率。一般主要用做高强度噪声环境试验的声源或远距离广播等。

  利用压电材料的逆压电效应而工作的扬声器称为压电扬声器。电介质(如石英、酒石酸钾钠等晶体)在压力作用下发生极化,使两端表面间出现电势差,我们称其为“压电效应”。它的逆效应,即置于电场中的电介质会发生弹性形变,称为“逆●压电效应”或“电致伸缩”。

  压电扬声器同电动式扬声器相比不需要磁路,和静电扬声◆■器相比不需要偏压,结构简单、价格便宜,缺点是失真大而且工作不稳定。目前市场▷•●上,压电扬声器多为压电陶瓷扬声器。

  上述分类主要是基于发声原理划分。扬声器还可按振膜形状分,主要有锥形、平板形、球顶形、带状形、薄片▽•●◆形等;按放声频率分,可分为低音扬声▪•★器、中音扬声器、高音扬声器、全频带扬声器等。

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